Pracowity dzięcioł

Schodzący dzięcioł jest zabawką ilustrującą zasadę zachowania energii. Schodząc po pręcie i pracowicie kując, zużywa swoją energię potencjalną na utrzymanie ruchu wahadłowego.

Po odchyleniu dzięcioła, sprężyna rozciąga się, a po jej puszczeniu - wprawia dzięcioła w ruch wahadłowy. W pewnym momencie obręcz ustawia się równolegle do tyczki. W tym momencie dzięcioł zsuwa się niżej, kontynuując jednocześnie swój ruch wahadłowy. Bezwładność dzięcioła powoduje wygięcie się sprężyny w przeciwną stronę i cały cykl się powtarza, aż do momentu gdy dzięcioł osiągnie podstawę tyczki.

W zabawce tej początkowy zapas energii potencjalnej, związanej z wysokością jest stopniowo konsumowany - zamieniając się cyklicznie na przemian w energię kinetyczną dzięcioła i energię potencjalną sprężyny. W końcowym bilansie - początkowy zapas energii potencjalnej, wskutek tarcia obręczy o tyczkę, przechodzi w ciepło.

Dlaczego dzięcioł porusza się ruchem jednostajnym, mimo że tak naprawdę spada?

Mamy tu do czynienia ze zjawiskiem dynamicznej utraty (dyssypacji) energii. W jednym cyklu dodatkowa ilość energii kinetycznej dzięcioła uzyskana z utraty jego energii potencjalnej całkowicie zamienia się w pracę przeciwko siłom tarcia (obręczy o tyczkę, tarcia wewnętrznego sprężyny, wahań podstawy itd.), czyli w ciepło.

Co więcej, dzięcioł właściwie wyważony ma swoją charakterystyczną prędkość schodzenia W pojedynczym cyklu, im dzięcioł szybciej "ześlizgnie" się w dół, tym większe szarpnięcie sprężyny, wahnięcie dzięcioła i nacisk na ślizgającą się w dół obręcz. Tarcie się zwiększa, a przez to w następnym cyklu prędkość jest mniejsza.

Oczywiście, źle zrobiony dzięcioł, lub nie rozbujany na początku ześlizgnie się na dół bez dziobania.